Przystanek nauka - portal Uniwesytetu Śląskiego w Katowicach

Jedynym, poza Ziemią, miejscem w naszym Układzie Słonecznym pokrytym przez rzeki, jeziora i morza jest Tytan, największy spośród księżyców Saturna. Nie są to jednak zbiorniki wody, ale ciekłego metanu. Ponieważ jednak zdaniem niektórych naukowców ciecze są zawsze najlepszym środowiskiem dla rozwoju życia, NASA zdecydowało się zbadań Tytana pod tym kątem.

Środowisko Tytana nie byłoby dla ziemskiego życia zbyt przyjazne, a jednak jest do niego w pewnym sensie podobne, ponieważ zachodzą tam zjawiska pogodowe nie obserwowane nigdzie, poza Ziemią. Księżyc otoczony jest przez gęstą atmosferę, gęstszą nawet od atmosfery ziemskiej. Obserwowana z zewnątrz ma kolor pomarańczowy i podobnie jak ziemska (i już żadna inna w Układzie Słonecznym), składa się głównie z azotu, przy czym w naszej powłoce jest go ok. 78 procent, a wokół Tytana – 98 %. Pozostałe związki to przede wszystkim metan i wodór.

Poziom gęstości atmosfery, wraz z oddaleniem od centrum układu sprawiają, że do Tytana dociera ledwie 0,1 procenta światła słonecznego w porównaniu do tego, które ogrzewa Ziemię. To sprawia, że na Tytanie jest zimno. Naprawdę zimno. Na powierzchni panuje średnia temperatura -179 stopni Celsjusza. Właśnie dlatego metan, który na Ziemi jest bezwonnym i bezbarwnym gazem, na Tytanie wypełnia rzeki, jeziora i morza zlokalizowane między innymi w okolicach bieguna północnego.

Warunki panujące na księżycu przypominają, sytuację na Ziemi w okresie, kiedy powstawało tu życie, oczywiście z zachowaniem proporcji temperatury. Pojawiły się więc teorie, że w takich warunkach mogło powstać życie, choć zupełnie inne od naszego. Niektórzy badacze przypuszczają, że metanowych morzach żyją mikroorganizmy żywiące się wodorem, tak jak ziemskie żywią się tlenem. Przesłanką do takich przypuszczeń jest skład atmosfery księżyca, którego niektóre pierwiastki mogą być wytwarzane przez organizmy żywe.

Niespotykane gdzie indziej warunki budzą potrzebę ich zbadania. Dlatego NASA planuje na 2025 rok misję kosmiczną, która ma zbadać to niezwykłe miejsce, oddalone od nas, w korzystnym układzie, o około 1,2 miliarda kilometrów. Misja uwzględnia jeden niesamowity i bardzo trudny do przeprowadzenia projekt – łódź podwodną, która zanurzy się w morzach metanu i zbada co znajduje się pod ich powierzchnią.

W tym przedsięwzięciu NASA wspiera grupa badaczy z Washington State University. W pierwszym etapie pracy zespół tworzy symulację warunków, które czekają misję na Tytana. W specjalnie przygotowanej komorze o bardzo niskiej temperaturze naukowcy będą obserwować, jak wyglądają opady metanowego i etanowego deszczu i śniegu nad metanowym akwenem, testować urządzenia i analizować, co może być największym wyzwaniem kiedy wylądują na księżycu Saturna.

Potem do pracy ruszą inżynierowie, których zadaniem będzie stworzenie łodzi podwodnej, zdolnej zanurzyć się w metanowych wodach i do tego jeszcze rejestrować to, co tam spotka. Żeby uniknąć natychmiastowego rozładowania się baterii w kamerze wystawionej na ekstremalną temperaturę, rejestracja może odbywać się za pomocą boroskopu, czyli rurki zakończonej okularem i źródłem światła. Takie rozwiązanie przetestowano w pomieszczeniu testowym, ale nie ma pewności, czy sprawdzi się to w podmorskich warunkach Tytana.

Dobrą okolicznością, którą udało się ustalić, jest to, że ze względu na zawartość azotu, temperatura zamarzania tamtejszych „wód” spada wraz z głębokością. To oznacza, że mniej prawdopodobne jest napotkanie niespodziewanych zmarzlin pod powierzchnią. Jak żartują sobie badacze, na Tytanie nie będzie powtórki z Titanica.

Problemem może niespodziewanie nie być zimno, ale… ciepło emitowane przez urządzenia. Badacze z WSU do komory testowej wprowadzili niewielkie źródło ciepła i na podstawie obserwacji ustalili, że ciecze mogą zacząć gwałtownie się gotować, co doprowadzić może nawet do zatonięcia lub wypłynięcia na powierzchnię łodzi. Aby tego uniknąć, niezbędne jest opracowanie sprawnie reagującego systemu balastów.

Przed waszyngtońskimi badaczami jeszcze wiele wyzwań, począwszy od najoczywistszych zagadnień, ale wyjątkowych ze względu na specyfikę Tytana, jak wejście w atmosferę i bezpieczne lądowanie, a skończywszy na opracowaniu sprawnego systemu komunikacji. I, co gorsza, nie będzie próby generalnej, misja wysłana ponad miliard kilometrów od nas, będzie musiała ze wszystkimi przeciwnościami poradzić sobie za pierwszym razem.

Opracowano na podstawie artykułu NASA’s Testing a Space Submarine to Use in Titan’s Seas. It Will Be Cool. It Won’t Be Easy opublikowanego na stronie Futurism.com i innych źródeł, m.in. strony NASA i Wikipedii.